Se spune că un obiect atinge viteza critică atunci când viteza de rotație corespunde uneia dintre frecvențele sale naturale. Acest tip de viteză este studiat într-o ramură a fizicii cunoscută sub numele de rotordinamică, care se ocupă de mișcarea de rotație sau unghiulară. Un obiect în rotație, cum ar fi o elice sau o pompă centrifugă, trebuie să treacă adesea prin una sau mai multe dintre vitezele sale critice pe măsură ce accelerează sau decelerează. În timp ce funcționează la viteză critică, aceste obiecte vibrează la o amplitudine mare, ceea ce poate provoca daune.
Toate obiectele care sunt compuse dintr-un material elastic au una sau mai multe frecvențe naturale. Frecvența naturală a unui obiect este de câte ori se va mișca înainte și înapoi odată ce este pus în mișcare. Când un obiect vibrează la una dintre frecvențele sale naturale, se spune că are rezonanță sau o amplitudine vibrațională mare. Într-un instrument muzical, de exemplu, această rezonanță este de dorit deoarece provoacă o amplificare naturală a sunetului instrumentului. În rotordinamica, însă, această rezonanță este nedorită deoarece face ca piesele mecanice implicate să vibreze puternic, ceea ce poate deteriora sistemul.
Există o serie de stimuli care pot provoca rezonanță, dintre care unul este mișcarea de rotație. Când mișcarea de rotație a unui obiect, numită și viteză unghiulară, provoacă rezonanță, aceasta este la viteză critică. Obiectele mecanice care se rotesc trebuie să fie proiectate să treacă rapid prin aceste viteze, astfel încât vibrația amplificată care apare la această viteză să nu ducă la deteriorare.
O pompă centrifugă sau o elice se vor deplasa cu viteze unghiulare diferite pe măsură ce accelerează sau decelerează. În timp ce un sistem în mișcare ca acesta va avea în mod natural unele vibrații, vibrația amplificată la viteza critică trebuie evitată sau trecută rapid, dacă sistemul trebuie să reziste în timp. Rotordynamics este astfel foarte preocupat de rezolvarea diferitelor viteze critice care pot afecta durata de viață a unei mașini rotative.
Cea mai joasă frecvență de rotație care face ca un obiect să vibreze la una dintre frecvențele sale naturale este cunoscută drept prima sa viteză critică. Un obiect poate avea un număr infinit de viteze critice, dar cea mai importantă pe care inginerii trebuie să o ia în considerare este prima. Unele obiecte care se rotesc sunt proiectate să funcționeze sub prima lor viteză critică, dar multe se rotesc peste această viteză. Atâta timp cât viteza de rotație trece rapid prin viteza critică, aceasta nu ar trebui să aibă un efect semnificativ asupra duratei de viață a mașinii rotative. Probleme pot apărea, totuși, dacă un obiect este proiectat să se rotească la viteza sa critică, deoarece vibrațiile rezultate ar putea cauza ruperea mașinii.